Описание установки

Электрическая схема установки показана на рис. 4, монтажная схема – на рисунке 5.

Установка для исследования свойств сегнетоэлектриков состоит из генератора сигналов специальной формы, миниблока «Сегнетоэлектрик» - 2, двух мультиметров - 3 и 4 и осциллографа - 5. В качестве исследуемого образца используется титанат бария (BaTiO) – сегнетоэлектрик, который служит изолятором в конденсаторе .

Рисунок 5 Монтажная схема установки

Порядок выполнения работы

Выполнение измерений

1. Соберите электрическую цепь по монтажной схеме, приведенной на рисунке 5. Параметры установки занесите в таблицу 1.

Таблица 1

Параметры установки: = 6,80 мкФ, d = 3,2010-3 м, s = 1,2310-3 м2, = 100103 Ом, = 10103 Ом ,

2. Включите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров. Нажмите кнопку «Исходная установка» (поз. 19, см. рисунок 1 на стр. 6). Загорится индикатор (поз. 6, см. рисунок 1 на стр. 6) сигнала синусоидальной формы. Частота выходного сигнала установится 500Гц (см на индикатор - поз.5, рисунок 1, стр. 6).

3. Включите осциллограф и выведите электронный луч в центр экрана.

4. Кнопками «Установка частоты 0,2 – 20 кГц » (поз. 10, см. рисунок 1 на стр. 6) установите частоту 50 Гц.

5. Увеличивая напряжение в первичной обмотке трансформатора с помощью кнопок «Установка уровня выхода 0 … 15 В» (поз. 10, см. рисунок 1 на стр. 6) генератора сигналов специальной формы (увеличивая напряжение примерно до 4,0 В), получите изображение предельной петли гистерезиса. Петля считается предельной, если рост напряжения не приводит к увеличению ее площади.

6. Ручками осциллографа ↔ и ↕ установите изображение петли симметрично относительно осей Х и У. Ручками осциллографа «Усиление Х», «Усиление У» (дискретно и плавно) установите наибольшие размеры петли, которые вписываются в экран осциллографа.

7. По экрану осциллографа измерьте координаты точек , , , , (рисунок 6). Мультиметрами измерьте напряжения и . Результаты измерений занести в таблицу 1.

8. Кнопками «Установка уровня выхода 0 … 15 В» уменьшите напряжение до нуля. Этими же кнопками, повышая от нуля с шагом примерно 0,40 В до его максимального значения , измерить соответствующие значения напряжения . Результаты измерений занести в таблицу 2

Таблица 2

№	Величина
п/п	, В	, В	,
1
...
10

9. Выключите кнопками «Сеть» питание блока генераторов напряжения и блока мультиметров.

Обработка результатов измерений

1. Используя данные таблицы 1 и формулы (7) и (8), р

   Рис. 6

   ассчитайте поляризованность и напряженность поля при насыщении сегнетоэлектрика:

, .

Результаты расчетов записывайте в таблицу 1

2. Используя данные таблицы 1, р

   Рис. 6

   ассчитайте спонтанную поляризованность , остаточную поляризованность и коэрцитивную силу по формулам:

, , .

Результаты расчетов занести в таблицу 1.

3. Используя данные таблицы 1 и 2, р

   Рис. 6

   ассчитайте значения поляризованности, напряженности и диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика по формулам

, ,

Результаты расчетов занести в таблице 2 и на их основании построить графики зависимостей

и .

Контрольные вопросы

1. Какие вещества называются диэлектриками?

2. Что такое электрический момент диполя?

3. Что такое поляризованность диэлектриков?

4. Особое свойство сегнетоэлектриков?

5. Чем обусловлена спонтанная поляризованность сегнетоэлектриков?

6. Что такое гистерезис?

7. Что такое домены?

8. Что такое коэрцитивная сила?

9. Применение сегнетоэлектриков.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа,2002. – § 15.1, 15.2, 15.3, 15.5.

2. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики, т.2. - СПб. Издательство «Лань», 2007. - §§ 10.

3. Трофимова Т.И. Курс физики: учебное пособие для вузов. – М .: Издательский центр «Академия», 2007. - §§ 87, 88, 91.

Для замечаний и исправлений

Для замечаний и исправлений

Для замечаний и исправлений

Для замечаний и исправлений

56